单片机课程设计题目基于51单片机的计数器设计目录1课程设计的目的 (1)2设计思路 (1)3设计过程 (2)3.1方案论证 (2)3.2电路的设计 (4)4应用程序 (6)5电路焊接 (8)5.1标准锡点 (8)5.2不标准锡点判定 (8)6系统调试与结果 (9)7结论 (10)8心得体会 (11)参考文献 (13)附录1:总体电路原理图 (14)附录2:实物图 (15)附录3:元器件清单 (16)1 课程设计的目的1.利用单片机定时器/计数器中断设计计数器,0到99的累加。
2.综合运用所学的《单片机原理与应用》理论知识,通过实践加强对所学知识的理解,具备设计单片机应用系统的能力。
3.通过本次课程设计加深对单片机掌握定时器、外部中断的设置和编程原理的全面认识复习和掌握,对单片机实际的应用作进一步的了解。
4.通过本次试验,增强自己的动手能力。
认识单片机在日常生活中的应用的广泛性,实用性。
明确学习目的,端正学习态度,提高对课程设计重要性的认识,以积极认真的态度参加课程设计工作,按要求完成规定的设计任务。
2 设计思路本实验利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理,通过采用仿真软件来模拟实现。
模拟利用AT89C2052单片机、LED数码管以及各种控制器件来控制表的计数以及计数的开启/计数与复位等。
利用单片机AT89S51单片机来制作一个手动计数器,在AT89S51单片机的P3.7管脚接一个轻触开关,作为手动计数的按钮,用单片机的P2.0-P2.7接一个共阴数码管,作为00-99计数的个位数显示,用单片机的P0.0-P0.7接一个共阴数码管,作为00-99计数的十位数显示,用单片机P1.0-P1.6接一个并排的7个LED灯,作为00-99计数的二进制显示。
设计总图如图2-1所示1图2-1 设计总图3 设计过程3.1 方案论证用单片机技术来实现双显计数器的控制。
多功能定时计数器控制系统的原理。
它主要由单片机、发光二极管、晶振和双位数码管等部分组成。
A.单片机采用STC89C51型。
B.数据显示电路:七段四位共阴极数码管,P1口接7个LED二极管,用二进制显示数据;P0和P2口分别接两个数码管,用十进制显示数据。
C.数据输入电路:有触发按键完成输入,一次按键LED显示和数码管显示分别加1,LED满二进位,数码显示满十进位。
D.电源指示电路:电路接通电源后电源指示灯亮起,表示电源接通。
设计总体框架图如图3-1所示23图3-1总体框架图最小控制系统的设计,STC89C51单片机最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。
主控制器采用STC89C52RC ,STC89C52RC 单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单 片机,指令代码完全兼容传统 8051 单片机,12 时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。
STC89C51单片机的最小系统图如图3-2所示图3-2 单片机最小控制系统当RST 引脚有一个高电平并维持两个机器周期,则 CPU就可以响应并将系统复位。
需要100欧,10k电阻各一个,22pf电容一个,按键一个。
时钟电路需要在XTAL1,2,两个端口跨接石英晶体及两个电容,电容一般取10uF左右。
3.2 电路的设计1.指示电路如图3-3所示图3-3 指示电路2.数码管为共阴极,八段选端接P1口,四个位选端接P3口,如上图所示。
数码管显示电路如图3-4所示。
4图3-4数码管电路3.复位电路。
电容在上接高电平,电阻在下接地,电容和按键并联,中间为RST。
这种复位电路为高电平复位。
其工作原理是:通电时,电容两端相当于是短路,于是RST引脚上为高电平,然后电源通过电阻对电容充电,RST端电压慢慢下降,降到一定程度,即为低电平,单片机开始正常工作。
当按下按键之后,rst变为低电平,单片机复位。
增强型8051单片机,6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择,指令代码完全兼容传统8051。
工作电压:5.5V~3.3V(5V单片机)/3.8V~2.0V(3V单片机)。
工作频率范围:0~40MHz,相当于普通8051的0~80MHz,实际工作频率可达48MHz。
用户应用程序空间为8K字节。
片上集成512字节RAM。
复位电路如图3-5所示。
5图3-5 复位电路4 应用程序#include <stdio.h>#include<REG52.H>#include<stdlib.h>void delay5ms(void){unsigned char i,j;for(i=10;i>0;i--)for(j=248;j>0;j--);}void delay2ms(void){unsigned char i,j,k;for(i=20;i>0;i--)for(j=20;j>0;j--)for(k=248;k>0;k--);6}unsigned char codeLEDcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; unsigned char codeLEDcoda[]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0 x0b,0x0c,0x0d,0x0e,0x0f,0x10,0x11,0x12,0x13,0x14,0x15,0x16,0x17,0x18, 0x19,0x1a,0x1b,0x1c,0x1d,0x1e,0x1f,0x20,0x21,0x22,0x23,0x24,0x25,0x26, 0x27,0x28,0x29,0x2a,0x2b,0x2c,0x2d,0x2e,0x2f,0x30,0x31,0x32,0x33,0x34, 0x35,0x36,0x37,0x38,0x39,0x3a,0x3b,0x3c,0x3d,0x3e,0x3f,0x40,0x41,0x42, 0x43,0x44,0x45,0x46,0x47,0x48,0x49,0x4a,0x4b,0x4c,0x4d,0x4e,0x4f,0x50, 0x51,0x52,0x53,0x54,0x55,0x56,0x57,0x58,0x59,0x5a,0x5b,0x5c,0x5d,0x5e ,0x5f,0x60,0x61,0x62,0x63};unsigned char count;sbit sp1=P3^7;void main(void){count=0;P0=LEDcode[count/10];P2=LEDcode[count%10];P1=LEDcoda[count];while(1){if(sp1==0){delay5ms();if(sp1==0){count++;if(count==100)7{count=0;}P0=LEDcode[count/10];P2=LEDcode[count%10];P1=LEDcoda[count];while(sp1==0);do{delay5ms();}while(sp1==0);do{delay5ms();}while(sp1==0);}}}}5 电路焊接在实际生产中,最容易出现的一种违反操作步骤的做法就是烙铁头不是先与被焊件接触,而是先与焊锡丝接触,熔化的焊锡滴落在尚末预热的被焊部位,这样很容易产生焊点虚焊,所以烙铁头必须与被焊件接触,对被焊件进行预热是防止产生虚焊的重要手段。
5.1 标准锡点(1)锡点成内弧形。
(2)锡点要圆满、光滑、无针孔、无松香渍。
(3)要有线脚,而且线脚的长度要在1-1.2MM之间。
(4)零件脚外形可见锡的流散性好。
(5)锡将整个上锡位及零件脚包围。
85.2 不标准锡点判定(1)虚焊:看似焊住其实没有焊住,主要有焊盘和引脚脏污或助焊剂和加热时间不够。
(2)短路:有脚零件在脚与脚之间被多余的焊锡所连接短路,另一种现象则因检验人员使用镊子、竹签等操作不当而导致脚与脚碰触短路,亦包括残余锡渣使脚与脚短路。
(3)偏位:由于器件在焊前定位不准,或在焊接时造成失误导致引脚不在规定的焊盘区域内。
(4)少锡:少锡是指锡点太薄,不能将零件铜皮充分覆盖,影响连接固定作用。
(5)多锡:零件脚完全被锡覆盖,及形成外弧形,使零件外形及焊盘位不能见到,不能确定零件及焊盘是否上锡良好。
(6)错件:零件放置的规格或种类与作业规定或BOM、ECN不符者,即为错件。
(7)缺件:应放置零件的位置,因不正常的原因而产生空缺。
(8)锡球、锡渣:PCB板表面附着多余的焊锡球、锡渣,会导致细小管脚短路。
(9)极性反向:极性方位正确性与加工要求不一致,即为极性错误。
6系统调试与结果系统通电后,进入计数设置功能,等待信号的数据输入,当完成设置数值后,开始计数,此时如果对所记录的数据清零则返回到设置数值界面,可以重新设置数值。
当所记录的数值等于预设定的数时,蜂鸣器发声报警。
在软件编写与调试时,我发现有很多我原来所没有注意到的问题,9硬件完成焊接后,先用万用表简单的进行是否短路检测,没有问题后进行通电测试,发现上电指示灯亮,然后程序到单片机内检测是否能下载程序;刚开始的时候,我的不能下程序,我首先按照原理图检查了一遍最小系统,发现复位电路存在问题,经修改后还是不能下程序,怎么试不行,我又检查了电路和最小系统发现都没有问题,最后听同学说可能是杜邦线的问题,经过检查后发现我的四根杜邦线有两根都是坏的。
这是我所没有想到的,换了好的后,就可以程序了。
当编写完程序进行调试时,又发现存在很多的问题,首先是数码管的段码的问题,这个需要自己根据自己的电路来计算而不是统一的一样,这个问题直到我知道后才解决掉。
然后是矩阵键盘扫描的程序的调试,这个也要自己根据自己的电路接口来计算所要输送的十六进制数码,而且还要通过软件去抖动,还要判断按键是否松开等问题,这个花费的时间较长些,最后通过把按键扫描和数码管动态显示组合到一起,发现还是有问题,这个当然是软件上的问题。
实现这个功能之后,我要实现自己的计数功能和显示功能,在这个过程中,设置的数的显示和所要计的数的显示又存在问题,原因是他们会同时显示,出现重叠乱码现象,为此我请教了很多同学,最后,通过分别定义不同变量,用数组解决了这个问题。
最后经过讨论与研究终于找到了解决问题的办法。
我们花费很多时间,虽然出现了许多问题但在老师和同学的帮助下都慢慢克服。
7 结论调试方法:首先用软件将C编译成HEX文件,打开软件,新建一个文文件,输入C程序,保存成C格式文件,然后新建工程,连接单片机为AT89C51,选择Options for target,选择OUTPUT子菜单,在CreateHEX 前打钩,子菜单中,Settings选择Proteus VSM Simulator,USE前10打钩,再次运行文件,成功后在目录下会生成HEX文件,打开Proteus软件,或直接点击DSN檔,双击单片机模板,点击文件夹式样的图标选择对应的HEX驱动文件,然后点击开始,进行调试经调试运行基本成功,不过也有小小的不足之处。